JP7549801B2 - 自在管継手 - Google Patents

Description

本発明は、エルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形が可能な自在管継手に関する。

この種の自在管継手が、特許文献１において開示されている。

特開平１－１４５４９３号公報

特許文献１の自在管継手は、エルボ型管継手の態様にて一方の管本体の姿勢が固定された状態では、他方の管本体の向きが限定されてしまう。したがって、一方の管本体に対してパイプを接続する際に、当該管本体と当該パイプとの互いに一致する中心軸線周りでの相対的な位置関係を考慮しておかないと、その後における他方の管本体に対するパイプの接続が困難となる問題があった。

例えば、特許文献１の第１図において、一方の管本体１が同図の姿勢で固定された状態では、他方の管本体２の向きが図面下方に限られてしまう。したがって、自在管継手から図面の上方へと延ばす予定のパイプを、他方の管本体２の外端部４に対して接続することは困難であり、施工性に難があった。

本発明の目的は、施工性に優れる自在管継手を提供すること。

前記課題を解決するために請求項１の自在管継手は、第１パイプを相対回動可能な状態で抜け止めする第１抜け止め機構を有した第１構成部材と、第２パイプを相対回動可能な状態で抜け止めする第２抜け止め機構を有した第２構成部材とが相対回動可能に連結されており、エルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形が可能である。

請求項２の自在管継手は請求項１において、前記第１構成部材は、前記第１パイプが接続される第１継手部と、前記第２構成部材に連結される筒状の第１連結部と、前記第１継手部と前記第１連結部とを接続する第１屈曲部とを備えており、前記第２構成部材は、前記第２パイプが接続される第２継手部と、前記第１構成部材の前記第１連結部に挿入し連結され内部に直線状の流路が形成された第２連結部と、前記第２継手部と前記第２連結部とを接続する第２屈曲部とを備えており、前記第２連結部内の前記流路は直線状をなしている。

請求項３の自在管継手は請求項２において、前記第１屈曲部の流路及び前記第２屈曲部の流路は、それぞれ直線区間を有している。

本発明によれば、自在管継手は、第１構成部材と第２構成部材とが相対回動可能となっており、エルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形が可能である。また、自在管継手は、第１パイプを抜け止めした状態のままで、第１パイプに対して相対回動が可能であるとともに、第２パイプを抜け止めした状態のままで、第２パイプに対して相対回動が可能である。

したがって、自在管継手は、例えば施工面等に回動不能に固定された第１パイプに接続した状態であっても、当該第１パイプに対して回動が可能であり、エルボ型管継手の態様（第２パイプは接続していない状態）にておいても第２構成部材の向きが限定されず、施工性に優れる。

エルボ型管継手の態様にある自在管継手の正面図。 同じく自在管継手の背面図。 同じく自在管継手の左側面図。 同じく自在管継手の右側面図。 同じく自在管継手の平面図。 同じく自在管継手の底面図。 同じく自在管継手の縦断面図。 ストレート型管継手の態様にある自在管継手の正面図。 同じく自在管継手の縦断面図。

以下、本発明を給水給湯用配管に用いられる自在管継手において具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１及び図８に示すように、自在管継手１は、エルボ型管継手の態様（図１に示す状態）と、ストレート型管継手の態様（図８に示す状態）との間で変形が可能な構成を備えている。

図１～図６に示すように、エルボ型管継手の態様をなす自在管継手１は、中心軸線Ｌ１,Ｌ２が互いに直交する位置関係にある第１パイプ１０１と第２パイプ１０２とを接続するために用いられる。図８に示すように、ストレート型管継手の態様をなす自在管継手１は、中心軸線Ｌ１,Ｌ２が互いに一致する位置関係にある第１パイプ１０１と第２パイプ１０２とを接続するために用いられる。なお、第１パイプ１０１及び第２パイプ１０２は、架橋ポリエチレンやポリブテン等の合成樹脂材料により形成されている。

図７及び図９に示すように、自在管継手１は、第１構成部材１１と第２構成部材２１とを備えている。第１構成部材１１と第２構成部材２１とは、自在管継手１をエルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形可能とすべく、相対回動可能に連結されている。

第１構成部材１１は、第１パイプ１０１が接続される第１継手部１２と、第２構成部材２１に連結された第１連結部１３と、第１継手部１２と第１連結部１３とを接続する第１屈曲部１４とを備えている。第２構成部材２１は、第２パイプ１０２が接続される第２継手部２２と、第１構成部材１１の第１連結部１３に連結された第２連結部２３と、第２継手部２２と第２連結部２３とを接続する第２屈曲部２４とを備えている。

第１構成部材１１の第１継手部１２と第２構成部材２１の第２継手部２２とは、同一の構造を有しているため、第１継手部１２についてのみ当該構造の説明をし、第２継手部２２については、同一部材番号を付して説明を省略する。

図７に示すように、第１継手部１２は、円筒状をなす継手本体３１と、同じく円筒状をなす押輪３２とを備えている。継手本体３１の内周面において押輪３２側の領域には、雌ねじ３１ａが形成されている。押輪３２の外周面において継手本体３１側の領域には、雄ねじ３２ａが形成されている。押輪３２は、雄ねじ３２ａが継手本体３１の雌ねじ１３ａに螺合されることで、継手本体３１に対して取り付けられている。押輪３２が取り付けられた状態にて、継手本体３１の内空間は、押輪３２の中心に形成された挿通孔３２ｂを介して、外方に開放されている。

押輪３２の外周面において、雄ねじ３２ａとは反対側（図面左方側）の領域には、雄ねじ３２ａよりも外径が大きなスパナ掛け３２ｃが形成されている。押輪３２の外周面において雄ねじ１４ａとスパナ掛け３２ｃとの間には、収容溝３２ｄが周方向に沿って形成されている。収容溝３２ｄにはＯリング４１が収容されている。継手本体３１と押輪３２との間は、雄ねじ３２ａと雌ねじ３１ａとの螺合部分よりも外方において、Ｏリング４１によってシールされている。

継手本体３１の内周面において、雌ねじ３１ａよりも奥側（図面右方側）には、係止段差３１ｂが周方向に形成されている。係止段差３１ｂは、押輪３２の先端面（図面右方側の端面）に対して中心軸線Ｌ１の方向（図面左右方向）の前後で対向されている。係止段差３１ｂと押輪３２の先端面との間には、抜け止め部材としての一対のロックリング４２が、相互間に円環状のスペーサ４３を介在させた状態で係止されている。

各ロックリング４２は、ステンレス鋼等の金属材料製の円環状をなすベースリング４２ａと、ベースリング４２ａから継手本体３１の奥側へ同一長さで一定の角度をもって突出する複数の規制片４２ｂとを備えている。

第１パイプ１０１の端部は、押輪３２の挿通孔３２ｂを介して継手本体３１に挿入され、一対のロックリング４２を挿通されている。一対のロックリング４２に挿通された第１パイプ１０１に対して引き抜き力が作用された場合には、一対のロックリング４２の各規制片４２ｂの先端が第１パイプ１０１の外周面に対してそれぞれ食い込んで、第１パイプ１０１を抜け止めする。

つまり、第１継手部１２は、第１継手部１２に対して第１パイプ１０１を挿入する作業のみで第１パイプ１０１を接続できる、ワンタッチ継手よりなる第１抜け止め機構を備えている。なお、第２構成部材２１の第２継手部２２は、第２抜け止め機構を備えていると把握できる。

第１継手部１２内において、一対のロックリング４２及びスペーサ４３は、継手本体３１の係止段差３１ｂと押輪３２の先端面との間で、中心軸線Ｌ１の方向の前後に適度な隙間が確保されている。したがって、一対のロックリング４２は、第１パイプ１０１を抜け止め保持した状態のまま、第１パイプ１０１とともに継手本体３１及び押輪３２に対して相対回動が可能となっている。

第１パイプ１０１の端部にはインコア５１が装着されている。インコア５１は、第１パイプ１０１の端部に挿入される筒部５１ａと、筒部５１ａにおいて第１パイプ１０１への挿入側とは反対側の端部に形成された鍔部５１ｂとを備えている。インコア５１は、鍔部５１ｂが第１パイプ１０１の端面に当接する位置まで、筒部５１ａが第１パイプ１０１に挿入されている。

継手本体３１の内周面において最奥には、位置決め面３１ｃが周方向に形成されている。第１継手部１２に対して挿入された第１パイプ１０１は、インコア５１の鍔部５１ｂが位置決め面３１ｃに対して当接されることで、挿入位置が規定されている。

継手本体３１の内周面において、係止段差３１ｂと位置決め面３１ｃとの間の領域には、一対の収容溝３１ｄが周方向に沿って形成されている。各収容溝３１ｄには、それぞれＯリング４４が収容されている。継手本体３１の内周面と、継手本体３１に挿入された第１パイプ１０１の外周面との間は、各Ｏリング４４によってシールされている。

第１構成部材１１の第１連結部１３は円筒状をなしている。第１連結部１３の中心軸線Ｌ３は、第１パイプ１０１の中心軸線Ｌ１すなわち第１継手部１２の中心軸線Ｌ１に対して、なす角（小さい方の角）θ１を４５度として交差されている。第１連結部１３の内周面において第１屈曲部１４とは反対側には、係合溝１３ａが周方向に沿って形成されている。第１連結部１３の内周面において第１屈曲部１４側の最奥には、位置決め面１３ｂが周方向に沿って形成されている。

第１構成部材１１の第１屈曲部１４は、流路１４ａの中心線がＳ字状に湾曲された円筒状をなしている。流路１４ａは、第１継手部１２（第１パイプ１０１のインコア５１）に接続された第１湾曲区間１４ａ－１と、第１連結部１３に接続された第２湾曲区間１４ａ－２と、第１湾曲区間１４ａ－１と第２湾曲区間１４ａ－２とを接続する直線区間１４ａ－３とを備えている。

第１湾曲区間１４ａ－１と第２湾曲区間１４ａ－２と直線区間１４ａ－３とは、相互にほぼ同一の内径（通過断面積）を有しており、当該内径は第１パイプ１０１に装着されたインコア５１の内径とほぼ同じである。第１湾曲区間１４ａ－１において第１継手部１２（第１パイプ１０１）に臨む開口は、第１パイプ１０１に装着されたインコア５１に向かって内径を徐々に大きくするテーパ状をなして、流路抵抗を低めている。

直線区間１４ａ－３の中心軸線Ｌ４は、第１連結部１３の中心軸線Ｌ３に対して、なす角θ２を９０度として交差されている。第１湾曲区間１４ａ－１は、第１継手部１２（第１パイプ１０１のインコア５１）と直線区間１４ａ－３とを滑らかに接続する。第２湾曲区間１４ａ－２は、第１連結部１３と直線区間１４ａ－３とを滑らかに接続する。第２湾曲区間１４ａ－２において第１連結部１３の内空間に臨む開口は、当該内空間に向かって内径を徐々に大きくするテーパ状をなして、流路抵抗を低めている。

第２構成部材２１の第２連結部２３は円筒状をなしている。第２連結部２３内には直線状の流路２３ａが形成されている。流路２３ａにおいて第２連結部２３の先端面（図面左方側の端面）での開口は、当該先端面に向かって内径を徐々に大きくするテーパ状をなして、流路抵抗を低めている。第２連結部２３（流路２３ａ）の中心軸線Ｌ５は、第２パイプ１０２の中心軸線Ｌ２すなわち第２継手部２２の中心軸線Ｌ２に対して、なす角（小さい方の角）θ３を４５度として交差されている。

第２連結部２３の外径は第１構成部材１１の第１連結部１３の内径よりも若干小さく、第２連結部２３は第１連結部１３に挿入されている。当該挿入状態にて、第１連結部１３の中心軸線Ｌ３と第２連結部２３の中心軸線Ｌ５とは一致されている。第１構成部材１１の第１連結部１３の内周面において、係合溝１３ａよりも先端側（図面右方側）の領域は、開口に向かうに連れて内径が大きくなるテーパ状をなしており、第１連結部１３に対する第２連結部２３の挿入を容易としている。第１連結部１３の当該テーパ状に対する形状の整合を良好とするため、第２連結部２３の外周面において基端側（図面右方側）の領域は、基端に向かうに連れて外径が大きくなるテーパ状をなしている。

第２連結部２３の基端の外周面には、フランジ２３ｄが設けられている。第２連結部２３の先端面が第１連結部１３の位置決め面１３ｂに対して当接されることで、また、第１連結部１３の先端面が第２連結部２３のフランジ２３ｄに対して当接されることで、第１連結部１３に対する第２連結部２３の挿入位置が規定されている。

第２連結部２３の外周面において先端側の領域には、一対の収容溝２３ｂが周方向に沿って形成されている。各収容溝２３ｂには、それぞれＯリング４５が収容されている。第１連結部１３の内周面と第２連結部２３の外周面との間は、各Ｏリング４５によってシールされている。

第２連結部２３の外周面において第２屈曲部２４側の領域には、係合溝２３ｃが周方向に沿って形成されている。係合溝２３ｃは、第１構成部材１１の第１連結部１３が有する係合溝１３ａに臨んで配置されている。係合溝１３ａと係合溝２３ｃとの間に形成された空間には、抜け止めリング４６が収容されている。係合溝１３ａと係合溝２３ｃとの間に抜け止めリング４６が介在されることで、第１連結部１３と第２連結部２３とが中心軸線Ｌ３,Ｌ５の方向において相互に抜け止めされて、第１構成部材１１と第２構成部材２１とが、中心軸線Ｌ３,Ｌ５を中心とした相対回動が可能に連結されている。

第２構成部材２１の第２屈曲部２４は、流路２４ａの中心線がＳ字状に湾曲された円筒状をなしている。流路２４ａは、第２継手部２２（第２パイプ１０２のインコア５１）に接続された第１湾曲区間２４ａ－１と、第２連結部２３の流路２３ａに接続された第２湾曲区間２４ａ－２と、第１湾曲区間２４ａ－１と第２湾曲区間２４ａ－２とを接続する直線区間２４ａ－３とを備えている。

流路２４ａの中心線の長さは、第１構成部材１１の第１屈曲部１４が有する流路１４ａの中心線の長さと同じである。第１湾曲区間２４ａ－１の長さは、第１構成部材１１の第１屈曲部１４が有する第１湾曲区間１４ａ－１の長さと同じである。第２湾曲区間２４ａ－２の長さは、第１構成部材１１の第１屈曲部１４が有する第２湾曲区間１４ａ－２の長さと同じである。直線区間２４ａ－３の長さは、第１構成部材１１の第１屈曲部１４が有する直線区間１４ａ－３の長さと同じである。直線区間１４ａ－３及び直線区間２４ａ－３の長さは、第２連結部２３の流路２３ａの長さよりも短い。

流路２４ａにおいて、第１湾曲区間２４ａ－１と第２湾曲区間２４ａ－２と直線区間２４ａ－３とは、相互にほぼ同一の内径（通過断面積）を有しており、当該内径は第２パイプ１０２に装着されたインコア５１の内径とほぼ同じである。第１湾曲区間２４ａ－１において第２継手部２２（第２パイプ１０２）に臨む開口は、第１構成部材１１の第１湾曲区間１４ａ－１と同様に、第２パイプ１０２に装着されたインコア５１に向かって内径を徐々に大きくするテーパ状をなして、流路抵抗を低めている。

直線区間２４ａ－３の中心軸線Ｌ６は、第２連結部２３の中心軸線Ｌ５に対して、なす角θ４を９０度として交差されている。第１湾曲区間２４ａ－１は、第２継手部２２（第２パイプ１０２のインコア５１の内空間）と直線区間２４ａ－３とを滑らかに接続する。第２湾曲区間２４ａ－２は、第２連結部２３の流路２３ａと直線区間２４ａ－３とを滑らかに接続する。

自在管継手１においては、第１パイプ１０１（インコア５１）から第１構成部材１１へと流入された湯水は、流路１４ａを介して第２構成部材２１の流路２３ａへと至り、流路２３ａから流路２４ａを介して第２パイプ１０２（インコア５１）へと流出される。自在管継手１においては、第２パイプ１０２（インコア５１）から第２構成部材２１へと流入された湯水は、流路２４ａ及び流路２３ａを介して第１構成部材１１の流路１４ａへと至り、流路１４ａから第１パイプ１０１（インコア５１）へと流出される。自在管継手１は、何れの流通方向においても相当管長（圧力損失）に相違が無いように各流路１４ａ,２３ａ,２４ａが設定されて、施工時における方向性が排除されている。

上記実施形態においては次のような作用効果を奏する。
（１）自在管継手１は、第１構成部材１１と第２構成部材２１とが中心軸線Ｌ３,Ｌ５を中心とした相対回動が可能となっており、エルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形が可能である。また、自在管継手１においてロックリング４２を除く部分は、第１パイプ１０１を抜け止めした状態のままで、中心軸線Ｌ１を中心として第１パイプ１０１に対して相対回動が可能であるとともに、第２パイプ１０２を抜け止めした状態のままで、中心軸線Ｌ２を中心として第２パイプ１０２に対して相対回動が可能である。

したがって、自在管継手１は、例えば施工面等に回動不能に固定された第１パイプ１０１に接続した状態であっても、当該第１パイプ１０１に対して回動が可能であり、エルボ型管継手の態様（第２パイプ１０２は接続していない状態）にておいても第２連結部２３の向きが限定されず、第１パイプ１０１を接続する際に当該向きを考慮する必要がなくて、施工性に優れる。

（２）第２連結部２３内の流路２３ａは直線状をなしている。したがって、第２連結部２３及び第２連結部２３に連結される第１連結部１３を、それぞれ中心軸線Ｌ３方向に長い直円筒状とすることができる。よって、第１連結部１３と第２連結部２３との連結が確実となり、例えば第１構成部材１１と第２構成部材２１との相対回動を安定的に行い得る。特に、流路２３ａの長さは、第１屈曲部１４の直線区間１４ａ－３及び第２屈曲部２４の直線区間２４ａ－３の長さよりも長いため、第１連結部１３及び第２連結部２３をより長い直円筒状とすることでき、第１構成部材１１と第２構成部材２１との相対回動をより安定的に行い得る。

（３）第１構成部材１１の第１屈曲部１４及び第２構成部材２１の第２屈曲部２４は、それぞれ直線区間１４ａ－３,２４ａ－３を有している。したがって、第１屈曲部１４及び第２屈曲部２４は、直線区間１４ａ－３,２４ａ－３が介在する分だけ、第１湾曲区間１４ａ－１,２４ａ－１及び第２湾曲区間１４ａ－２,２４ａ－２の曲率半径を小さくできる。

よって、第１連結部１３を中心軸線Ｌ１に寄せて配置できるとともに、第２連結部２３を中心軸線Ｌ２に寄せて配置でき、例えば自在管継手１をストレート型管継手の態様とした場合において、中心軸線Ｌ１,Ｌ２の径方向における第１連結部１３及び第２連結部２３の突出を抑えることができ、自在管継手１の側面視における投影面積を小さくできて、当該自在管継手１を壁等の挿通孔へ通し易くなり、より施工性が向上される。

（別例）
前記実施形態は次のように変更してもよい。
（１）第１屈曲部１４から、直線区間１４ａ－３を削除するとともに、第２屈曲部２４から直線区間２４ａ－３を削除すること。

（２）第１屈曲部１４から第１湾曲区間１４ａ－１及び直線区間１４ａ－３を削除して、第１継手部１２と第１連結部１３とを第２湾曲区間１４ａ－２のみで接続するとともに、第２屈曲部２４から第１湾曲区間２４ａ－１及び直線区間２４ａ－３を削除して、第２継手部２２と第２連結部２３とを第２湾曲区間２４ａ－２のみで接続すること。

（３）第１屈曲部１４から第２湾曲区間１４ａ－２及び直線区間１４ａ－３を削除して、第１継手部１２と第１連結部１３とを第１湾曲区間１４ａ－１のみで接続するとともに、第２屈曲部２４から第２湾曲区間２４ａ－２及び直線区間２４ａ－３を削除して、第２継手部２２と第２連結部２３とを第１湾曲区間２４ａ－１のみで接続すること。

（４）第１連結部１３の内周面を凹球面状とするとともに、第２連結部２３の外周面を凸球面状とすることで、第１連結部１３と第２連結部２３との連結部分をボールジョイント構造とすること。このようにすれば、第１構成部材１１と第２構成部材２１とは、中心軸線Ｌ３,Ｌ５以外の中心軸線を中心として相対回動することもでき、自在管継手１はより多くの態様に変形が可能となる。

（５）第２連結部２３内の流路２３ａの長さを、第１屈曲部１４の直線区間１４ａ－３及び第２屈曲部２４の直線区間２４ａ－３の長さよりも短くすること。

（６）第２連結部２３内の流路２３ａの長さを、第１屈曲部１４の直線区間１４ａ－３及び第２屈曲部２４の直線区間２４ａ－３の長さと同じとすること。

（７）第２連結部２３内の流路２３ａを湾曲状とすること。

（付記）
前記実施形態から把握できる技術的思想について記載すると、前記第２連結部内の前記流路の長さは、前記第１屈曲部の前記直線区間及び前記第２屈曲部の前記直線区間の長さよりも長い請求項３に記載の自在管継手。

１…自在管継手
１１…第１構成部材
１２…第１継手部
１３…第１連結部、１３ａ…係合溝、１３ｂ…位置決め面
１４…第１屈曲部、１４ａ…流路、１４ａ－１…第１湾曲区間、１４ａ－２…第２湾曲区間、１４ａ－３…直線区間
２１…第２構成部材
２２…第２継手部
２３…第２連結部、２３ａ…流路、２３ｂ…収容溝、２３ｃ…係合溝、２３ｄ…フランジ
２４…第２屈曲部、２４ａ…流路、２４ａ－１…第１湾曲区間、２４ａ－２…第２湾曲区間、２４ａ－３…直線区間
３１…継手本体、３１ａ…雌ねじ、３１ｂ…係止段差、３１ｃ…位置決め面、３１ｄ…収容溝
３２…押輪、３２ａ…雄ねじ、３２ｂ…挿通孔、３２ｃ…スパナ掛け、３２ｄ…収容溝
４１…Ｏリング
４２…ロックリング、４１ａ…ベースリング、４１ｂ…規制片
４３…スペーサ
４４…Ｏリング
４５…Ｏリング
４６…抜け止めリング
５１…インコア、５１ａ…筒部、５１ｂ…鍔部
１０１…第１パイプ
１０２…第２パイプ
Ｌ１…第１パイプ及び第１継手部の中心軸線
Ｌ２…第２パイプ及び第２継手部の中心軸線
Ｌ３…第１連結部の中心軸線
Ｌ４…直線区間１４ａ－３の中心軸線
Ｌ５…第２連結部の中心軸線
Ｌ６…直線区間２４ａ－３の中心軸線
θ１～θ４…なす角

Claims (1)

1. 第１パイプを相対回動可能な状態で抜け止めする第１抜け止め機構を有した第１構成部材と、第２パイプを相対回動可能な状態で抜け止めする第２抜け止め機構を有した第２構成部材とが相対回動可能に連結されており、エルボ型管継手の態様とストレート型管継手の態様との間で変形が可能であり、
   前記第１構成部材は、前記第１パイプが接続される第１継手部と、前記第２構成部材に連結される筒状の第１連結部と、前記第１継手部と前記第１連結部とを接続する第１屈曲部とを備えており、前記第２構成部材は、前記第２パイプが接続される第２継手部と、前記第１構成部材の前記第１連結部に挿入し連結され内部に直線状の流路が形成された第２連結部と、前記第２継手部と前記第２連結部とを接続する第２屈曲部とを備えており、前記第２連結部内の前記流路は直線状をなしており、
   前記第１屈曲部の流路及び前記第２屈曲部の流路は、それぞれ流路の中心線がＳ字状に湾曲された円筒状をなしており、
   前記第１屈曲部の前記流路は、前記第１継手部に接続された第１湾曲区間と、前記第１連結部に接続された第２湾曲区間と、当該第１湾曲区間と当該第２湾曲区間とを接続する直線区間とを備え、
   前記第２屈曲部の前記流路は、前記第２継手部に接続された第１湾曲区間と、前記第２連結部の前記流路に接続された第２湾曲区間と、当該第１湾曲区間と当該第２湾曲区間とを接続する直線区間とを備えている自在管継手。

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